1。3 运行环境

运用于铁路中的信号测试系统首先要满足便携的特点，一般将测试系统放置于牵引机车上，这样方便数据多路实时采集，地面信号人工测试和数据的在线存储、传输、显示、分析。

采集铁路信号，主要采集这些信号：轨道电路的电阻阻值、钢轨的补偿电容[3]。采集这些铁路轨道信号，可以实时地对铁路轨道的状态以及是否需要检修进行快速分析处理并给出结果；对轨道电路信号的采集以及后续同过ARM11进行数据处理进行数字化，便于网络传输。在本设计中，主要采集轨道电路的电阻阻值和钢轨的补偿电容进行故障测试。

2 项目概要

2。1 基本设计概念和处理流程

本系统设计的铁路信号测试系统有两大块，铁路轨道信号的采集模块以及ARM11主板模块。系统的原理框图如图2-1所示： 

图2-1 系统原理框图

信号采集模块的作用是采集轨道电路的信号，并通过模块内的电路进行数据的传输。ARM11的主板模块是数据处理的核心部分，采用通用性高的LINUX系统，可以通过软件处理绝大部分数据。这两大块之间相互经过具有数据临时存储功能的双口RAM进行双机通信，这部分大大增加了整个系统的方便性，例如如果采集模块需要改动或者ARM11主板模块需要升级，不需要整体改动，只需要改动部分就可以。双口RAM最大的特点是存储数据共享。即任意一存储器配置两套相互分开独立的地址线、数据线和控制线，两个相互分开的cpu或控制器能同时不同操作的访问同一存储单元。连接两个模块的可以使用双口RAM作为连接模块，双口RAM在本系统中可以起到数据缓冲这样的关键作用，这样做的好处是主处理器不需要频繁地去控制信号的采集使其它部分功能运行的时候负载过大[4]，这极大的提高了整个系统的工作效率。

该系统的运行流程是：首先，通过电源模块上电，然后信号采集系统等待ARM11主板发出采集的指令。ARM11主板发出指令，启动同时读取双口RAM中的数据，然后通过双口RAM中的中断信号得知此时应该读取双口RAM命令并进行设

置，然接着进行测阻电路采集轨道电路电阻阻值和钢轨补偿电容容值，采集后通过电路自带的A／D转换芯片转换数据后把铁路信号数据暂时存入双口RAM，当取得足够的存储数据中断信号，最后主板读取暂时存储在双口RAM中的需要数据

进行数据的传输、分析、处理。

2。2 关键技术简介分析

2。2。1ARM技术简介 

ARM系列的微型处理器已遍及许多行业，基于该技术的小型处理器已经占了32位RISC微处理器四分之三以上的市场份额。ARM技术应用十分广泛，现已在世界范围内广泛应用，由于它能适用于许多小体积规定的地方，以及它的制造成本十分低可批量生产，而且消耗能源较小，使得它几乎占领了整个市场。一般来说，它是基于RISC体系结构的微处理器（精简指令集计算机）。目前，ARM微处理器有很多系列，包括传统的ARM7系列、现在常用的ARM11系列、ARM10E系列、ARMll系列、Codex系列、Intel公司的StrongARM和Xscale系列等等[5]。ARM微处理器有许多的特点，比如：

(1)便携，批量生产成本低、性能以及功能卓越； 

(2)有双指令集，能兼容很多的应用设备；论文网

(3)全球众多合作伙伴。现在市场上常用的ARM11系列处理器使用的一般是ARM11TDMI内核，该结构是由ARM9TDMI的结构发展而来。相比ARM7TDMI具有以下特点：采用5级流水线（取址、译码、执行、数据存储器、数据cache访问和寄存器回写）；ARM11TDMI的解码速度比ARM7高出不少，因为在ARM11TDMI系统中，译码是用过硬件来实现Thumb指令解决，也就是说，两方在执行Thumb指令时，ARM7TDMI软解码，而ARM11TDMI是直接硬件解码，所以速度上快的多；程序执行力强，根据公式（2-1）可知在给定程序的条件下，也就是Nins固定的情况下，通过提高处理器时钟频率可以缩短程序执行的时间，也就是加强程序的执行力，而ARM11TDMI的指令流水线相比ARM7TDMI的3级是5级，也就是说，ARM11TDMI的程序执行时间比ARM7TDMI少。